典型数控系统区别及应用

典型数控系统区别及应用陕西航空技术学院高级教学部杨海东Tel:0916-2385351E-mail:[e-mail]2机床制造业发展需要2000年我国机床消费额为37.88亿美元。世界机床最大消费国美国为68亿美元。2001年我国机床消费已达到47.4亿美元，比位居第一的德国仅差15%。我国将有可能在2005年甚至更早的2003年成为世界机床第一消费大国。国外的著名机床制造厂看准这一势头，纷纷在华设立合资或独资机床制造厂。特别是在加入WTO后，经济的全球化，使中国机床制造业面临的国内外竞争更加激烈。这一切都将意味着市场将对掌握现代加工技术—数控专业技术人才的一轮激烈争夺。3工业化建设人才需求随着国家工业化进程的加快，市场将对制造业从业人员的需求不断提出新的要求。而首先是对机械加工制造业从业人员的要求。随着机械制造业信息化的迅猛发展，数控设备在机械制造业中地位越来越重要，必将成为今后机械加工行业的主体，我国对数控技术人才的需求将会越来越大。随着全国工业经济发展战略的实施；逐步进入工业强国战略的第二阶段，将会大量需要适应信息化高度集中现代制造业技术人才。4数控制造业发展现状现代制造业概念发达国家先进制造业水平我国制造业基本情况机床相关数据数控系统发展状况我国数控发展现状5现代制造业概念世界信息化、市场化、全球化和知识化的发展趋势，对传统制造业带来的影响和冲击也是广泛和深远的。普通机械已逐渐被高效率、高精度的数控机械装备所代替，并向着集成化、系统化的方向发展。向优化传统制造业比例发展。数控技术是制造业实现自动化、柔性化集成化的基础，是提高产品质量、提高劳动生产率必不可少的手段。6发达国家先进制造业水平西方发达国家数控机床率一般为20%。仅日本数控机床年产量为5万多台，机床设备数控化率为30%。美国机床数控化率则高达40%。根据联合国统计资料，1990年全世界的柔性制造系统（FMS）有1500套，主要分布在日本、美国、德国等发达国家。采用FMS所获得的经济效益大致为：操作人员减少50%，成本降低60%，在制时间为原来的1/2，机床利用率达60~80%，机床台数减少50%，生产面积减少40%。7我国机械制造业状况目前我国机床拥有量400万台，世界第一，但数控化率仅1.9%。数控机床年产量3000~4000台，年进口量7000~8000台。日本不到８０万台的机床拥有量，其制造能力却是我国的近１０倍。已经使用的数控机床和加工中心，无论在品种上、质量上，还是在实际利用上，同世界先进水平还存在很大的差距。尤其是在数控系统开发方面还存在相当大的差距。8机床相关数据信息以下是一些根据美国Gardner公司公布的资料所作的2001年世界机床产值、消费额、进口额、出口额前十名及与2000年同比情况，供参考。9世界机床产值前十名国家或地区2001年2000年同比总计金切成型总计金切成型1、日本7899.984%16%8838.586%14%-11.0%2、德国7438.071%29%6963.071%29%6.8%3、意大利4114.259%41%3834.759%41%7.3%4、美国2945.374%26%3544.571%29%-16.9%5、中国2623.072%28%2197.071%29%19.4%6、瑞士1968.384%16%2079.584%16%-5.3%7、台湾1580.576%24%1898.374%26%-16.7%8、韩国133.370%30%1709.969%31%-22.0%9、法国1136.968%32%1100.868%32%3.3%10、西班牙885.166%34%858.664%36%3.1%单位：百万美圆10世界机床消费额前十名国家或地区2001年2000年同比1、德国5584.15178.78%2、美国5367.36775.8-21%3、中国4739.03788.025.1%4、意大利3727.53383.410%5、日本3044.82794.89%6、法国2045.51885.68%7、韩国1844.82446.9-25%8、加拿大1069.81137.1-6%9、中国台湾1051.71925.7-45%10、巴西1020.31020.30%单位：百万美圆11世界机床进口额前十名国家或地区2001年2000年同比1、美国3810.14259.9-11%2、中国2406.01890.027.3%3、德国2402.62231.98%4、法国1477.01338.410%5、意大利1386.61328.34%6、韩国941.51196.9-21%7、中国台湾815.41559.4-48%8、英国815.2871.8-6%9、加拿大814.5865.8-6%10、日本658.3864.0-24%单位：百万美圆12世界机床出口额前十名国家或地区2001年2000年同比1、日本5513.56907.7-20%2、德国4256.64016.26%3、意大利1773.31779.70%4、瑞士1717.01769.3-3%5、美国1388.11028.635%6、中国台湾1344.21532.1-12%7、英国713.5703.91%8、法国568.4553.63%9、西班牙463.3444.84%10、韩国430.0459.9-7%单位：百万美圆13数控系统发展状况目前，国际上最大的数控系统生产厂是日本ＦＡＮＵＣ公司，１年生产５万套以上系统，占世界市场约４０％左右，其次是德国的西门子公司约占１５％以上，再次是德海德汉尔，西班牙发格，意大利菲地亚，法国的ＮＵＭ，日本的三菱、安川。国产数控系统厂家主要有华中数控、北京航天机床数控集团、北京凯恩帝、北京凯奇、沈阳艺天、广州数控、南京新方达、成都广泰等。国产数控生产厂家年产量没有一家超过３００～４００套。14我国数控发展情况我国改革开放以来，尤其是20世纪末，机械制造业的数控技术得到长足发展。数控机床的使用已从“贵族”走向“平民”，普及化程度进程明显加快。据统计，到2005年，我国的数控机床年产量将达到3万台，数控机床的普及率也将大大提高。因此，数控技术的应用仍是我国机械制造业发展的重要任务。15第一篇：----典型数控系统分类介绍----FANUC公司创建于1956年，1959年首先推出了电液步进电机，在后来的若干年中逐步发展并完善了以硬件为主的开环数控系统。1976年FANUC公司研制成功数控系统5，随时后又与SIEMENS公司联合研制了具有先进水平的数控系统7，从这时起，FANUC公司逐步发展成为世界上最大的专业数控系统生产厂家，产品日新月异，年年翻新。1979年研制出数控系统6，它是具备一般功能和部分高级功能的中档CNC系统，6M适合于铣床和加工中心；6T适合于车床。1980年在系统6的基础上同时向抵挡和高档两个方向发展，研制了系统3和系统9。系统3是在系统6的基础上简化而形成的，体积小，成本低，容易组成机电一体化系统，适用于小型、廉价的机床。系统9是在系统6的基础上强化而形成的具备有高级性能的可变软件型CNC系统。1984年FANUC公司又推出新型系列产品数控10系统、11系统和12系统。一、FANUC系统介绍(日本)1、FANUC公司简介及FANUC数控系统的发展161985年FANUC公司又推出了数控系统0，它的目标是体积小、价格低，适用于机电一体化的小型机床，因此它与适用于中、大型的系统10、11、12一起组成了这一时期的全新系列产品。1987年FANUC公司又成功研制出数控系统15，被称之为划时代的人工智能型数控系统，它应用了MMC（ManMachineControl）、CNC、PMC的新概念。系统15采用了高速度、高精度、高效率加工的数字伺服单元，数字主轴单元和纯电子式绝对位置检出器，还增加了MAP(ManufacturingAutomaticProtocol)、窗口功能等。FANUC公司是生产数控系统和工业机器人的著名厂家，该公司自60年代生产数控系统以来，已经开发出40多种的系列产品。FANUC公司目前生产的数控装置有F0、F10/F11/F12、F15、F16、F18系列。F00/F100/F110/F120/F150系列是在F0/F10/F12/F15的基础上加了MMC功能，即CNC、PMC、MMC三位一体的CNC。172、FANUC数控系统特点及系列1．主要特点日本FANUC公司的数控系统具有高质量、高性能、全功能，适用于各种机床和生产机械的特点，在市场的占有率远远超过其他的数控系统，主要体现在以下几个方面。（1）系统在设计中大量采用模块化结构。这种结构易于拆装，各个控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于维修、更换。（2）具有很强的抵抗恶劣环境影响的能力。其工作环境温度为0～45℃，相对湿度为75％。（3）有较完善的保护措施。FANUC对自身的系统采用比较好的保护电路。（4）FANUC系统所配置的系统软件具有比较齐全的基本功能和选项功能。对于一般的机床来说，基本功能完全能满足使用要求。（5）提供大量丰富的PMC信号和PMC功能指令。这些丰富的信号和编程指令便于用户编制机床侧PMC控制程序，而且增加了编程的灵活性。（6）具有很强的DNC功能。系统提供串行RS232C传输接口，使通用计算机PC和机床之间的数据传输能方便、可靠地进行，从而实现高速的DNC操作。（7）提供丰富的维修报警和诊断功能。FANUC维修手册为用户提供了大量的报警信息，并且以不同的类别进行分类。182．主要系列（1）高可靠性的PowerMate0系列：用于控制2轴的小型车床，取代步进电机的伺服系统；可配画面清晰、操作方便，中文显示的CRT／MDI，也可配性能／价格比高的DPL／MDI。（2）普及型CNC0—D系列：0—TD用于车床，0—MD用于铣床及小型加工中心，0—GCD用于圆柱磨床，0—GSD用于平面磨床，0—PD用于冲床。（3）全功能型的0—C系列：0—TC用于通用车床、自动车床，0—MC用于铣床、钻床、加工中心，0—GCC用于内、外圆磨床，0—GSC用于平面磨床，0—TTC用于双刀架4轴车床。（4）高性能／价格比的0i系列：整体软件功能包，高速、高精度加工，并具有网络功能。0i—MB／MA用于加工中心和铣床，4轴4联动；0i—TB／TA用于车床，4轴2联动，0i—mateMA用于铣床，3轴3联动；0i—mateTA用于车床，2轴2联动。（5）具有网络功能的超小型、超薄型CNC16i/18i／21i系列：控制单元与LCD集成于一体，具有网络功能，超高速串行数据通讯。其中F16i—MB的插补、位置检测和伺服控制以纳米为单位。16i最大可控8轴，6轴联动；18i最大可控6轴，4轴联动；21i最大可控4轴，4轴联动。除此之外，还有实现机床个性化的CNC16／18/160／180系列。19FANUC0系统由数控单元本体，主轴和进给伺服单元以及相应的主轴电机和进给电机，CRT显示器、系统操作面板、机床操作面板，附加的输入／输出接口板(B2)，电池盒，手摇脉冲发生器等部件组成。FANUC0系统的CNC单元为大板结构。基本配置有主印制电路板(PCB)、存储器板、图形显示板、可编程机床控制器板(PMC—M)、伺服轴控制板、输入／输出接口板、子CPU(中央处理器)板、扩展的轴控制板、数控单元电源和DNC控制板。各板插在主印制电路板上，与CPU的总线相连。图1是FANUC0系统数控单元的结构图。FANUC0系列⑴主印制电路板(PCB)。连接各功能板、故障报警等。主CPU在该板上，用于系统主控。⑵数控单元电源。主要提供+5V、+15V、—15V、+24V、—24V直流电源，用于各板的供电。24V直流电源，用于单元内继电器控制。⑶图形显示板.提供图形显示功能,第2、3手摇脉冲发生器接口等⑷PMC板(PMC—M)。PMC—M型可编程机床控制器，提供扩展